蓄電池主要由外殼、正極、負極、電解液與隔膜組成。正極是通過起粘結作用的PVDF將鈷酸鋰粉末涂布于鋁箔集流體兩側構成;負極結構與正極類似,由碳粉粘結于銅箔集流體兩側構成。
蓄電池的使用壽命有限,通常在1-3年內失效,所以其產量不斷激增的同時,也意味著將有大量的廢舊蓄電池出現。而蓄電池中含有大量的石墨與重金屬錳、銅、鈷、鎳、電解液、隔膜紙等物質,它們都被列為危險性固體廢料,如果處理不當,將會對周圍的水體、土壤以及大氣造成污染,對生態與人類的健康造成危害,因此廢蓄電池的無害化處理是范圍內一個迫在眉睫的發展方向,這時蓄電池回收設備應運而生。
隨著濕法冶金技術的發展日趨成熟,蓄電池正極材料中重金屬鈷和鎳的回收已經形成產業化,而負極材料的回收以銅片為主,金屬銅經多道工序提取后,剩下的石墨則終被廢棄處置,顯然,電池負極材料中的石墨回收仍是一片空白。
以電池平均質量40克每個與石墨占電池重量的百分之14來估算,直至2015年底,中國廢舊蓄電池中的石墨量將達到1.8萬噸,再加上大型電池企業在制造過程中,因漿料的攪拌、極片涂布與分切等工序的失誤而產生不合標準的廢料,這部分不合格品將導致10%-20%的負極材料損耗,石墨量亦將接近0.5萬噸,而這兩部分構成的石墨資源可以說是城市中的一座無形礦山。為了使這些石墨資源變廢為寶,回收技術的突破成為了實現石墨資源循環利用的關鍵。
為緩解經濟快速發展而引發的日趨嚴重的資源短缺與環境污染問題,對廢舊物資實現全組分回收利用已成為共識,廢電池負極中的銅是一種廣泛使用的重要生產原料,粘附于其上的碳粉,可作為塑料、橡膠等添加劑使用。因此蓄電池回收設備對廢電池負極組成材料進行有效分離,對于高限度地實現廢鋰電池資源化,消除其相應的環境影響具有推動作用。常用的廢電池資源化方法包括濕法冶金、火法冶金及機械物理法。相比于濕法及火法,機械物理法無需使用化學試劑,且能耗更低,是一種環境友好且的方法。